Результаты обработки спектрозональных снимков Landsat-8 при поисках углеводородов в Республике Камерун

В работе рассмотрена прогнозная оценка нефтяных перспектив блока MVIA бассейна Douala (Республика Камерун) со структурно-тектонических позиций с использованием дистанционного зондирования геологической среды. Бассейн Douala расположен в одном из крупнейших нефтяных регионов мира и является составной частью Западно-Африканской системы рифтовых структур. Формирование региональных структур кристаллического фундамента и осадочных пород, как правило, вызвано тектоническим фактором.
Исследование региона основано на тепловизионной томографии (ТВТ) геологической среды с использованием космических спектрозональных снимков в тепловом инфракрасном (ИК) диапазоне 8–14 мкм длин волн. Моделирование выполнено по изображениям, полученным со спутника MODIS с пространственным разрешением пикселя (1–0.5) км и Landsat-8 (пиксель до 30 метров). Построены разрезы и карты теплового поля (ТП) и блоково-разломных структур. Проведено тектоническое районирование земной коры (ЗК) территории континента, что обеспечило выделение по геотермическим признакам вероятных зон накопления углеводородов в осадочном чехле.
Метод ТВТ позволил развить гипотезу о формировании углеводородов бассейна Douala; установить значимость геотермического критерия при обнаружении нефтегазоносных залежей; выявить и проверить качество ловушек нефти отдельных структур; определить наличие разрывных нарушений через трассирование зон разгрузки глубинных вод, их влияние на сохранность залежи углеводородов.
Технология направлена на создание объемной модели ТП по разработанным алгоритмам тепловизионной томографии. В результате рассчитывается низкочастотная составляющая аномалий, обусловленная эндогенным потоком теплового излучения от глубинных источников с классификацией неоднородностей среды по форме. Плотность потока теплового излучения визуализируется в виде карт-срезов для различных глубин и вертикальных разрезов с разным пространственным разрешением, по которым устанавливается общая картина их направления и неоднородность. По вертикальным сечениям рассчитывают дифференциальные производные, характеризующие градиент изменения и тепловую слоистость разреза, блоково-разломную тектонику. Через структуру поля и ее геодинамическую интерпретацию определяют форму и механизм тепловых потоков, возможность накопления и сохранность флюидов в среде.
Во всех построениях и интерпретации ТВТ использован единый методический подход, который предусматривает анализ регионального и детального строения теплового поля. Это способствовало формированию единых физико-геологических моделей среды и повышения корректности при решении геофизической задачи.
Региональный уровень моделирования геологической среды основан на обработке ИК снимков КА MODIS. Опираясь на современную концепцию тектонических потоков в формировании Земли и принцип актуализма, нами созданы физико-геологические модели. Они отражают тепловую делимость литосферы на разных уровнях и устанавливают связь слабо расчлененной верхней мантии со структурами земной коры. Гетерогенность литосферы бассейна Douala проявилась в вертикальном расколе ЗК, горизонтальном расслоении глубинных геологических слоев и создании в литосфере аллохтонные литопластин. Реальные среды имеют зоны с инверсией тепловых потоков. Поэтому геотермические этажи ЗК дешифрируются многочисленными зонами разуплотнения пород с очень изменчивой морфологией границ.
Глубинные разломы проявляются в осадочном чехле, коре и мантии в форме вертикальных, наклонных или листрических зон разуплотнения среды. Тектонические нарушения оказывают существенное влияние на размещение залежей углеводородов и служат природными индикаторами их перспектив путем ранжирования оперяющих разломов на геодинамические активные зоны перетоков и накопления флюидов. Следовательно, в качестве термодинамических критериев выделения перспективных зон служат выходы глубинных геотермальных зон разуплотнения земной коры, расположенных вблизи восходящих линейных тепловых потоков.
Важным результатом локального уровня изучения гетерогенных структур является установление в строения верхней части фундамента вертикальных проницаемых областей и горизонтальных плотных неоднородностей регионального распространения.
В качестве термодинамических критериев выделения перспективных зон служат наличие структурных асимметричных козырьков на моделях блоково-разломных структур для интервала потенциально нефтегазоносных глубин. Козырьки нарушают общий план горизонтально-слоистого разреза и представляют собой структуру пород чехла, в которой образуются локальные участки холодных зон, перекрытые более теплыми (плотными) отложениями.
Дополнительным признаком является локальные тепловые источники на глубине около 2км. Восходящие конвективные тепловые потоки от источников равномерно воздействуют на верхние слои осадочного чехла в область залежи. В них создаются геотермальные условия (большая мощность и протяженность по латерале горизонта) для физико-химических изменений геологической среды и в формировании залежей легких углеводородов.
На изучаемой территории по методу ТВТ установлено два типа структурных ловушек нефти: приразломный, который вскрыт продуктивной скважиной №1 и эрозионный, расположенный на выступе блока фундамента.
Рассмотрены методические рекомендации по дальнейшему повышению эффективности поиска углеводородов в осадочном чехле. С учетом сложных природных условий проведения наземных геофизических методов, космическая дистанционная тепловизионная съемка обладает рядом преимуществ: относительная дешевизна при анализе больших территорий, высокая производительность и информативность, независимость от рельефа и условий местности, абсолютная экологическая чистота.